El ADN se descomprime antes de la reproducción celular, y comienza cuando la enzima girasa pone una muesca en un extremo de la cadena de doble hélice. Otra enzima, la helicasa, desenrolla lentamente la hebra a medida que se forman las proteínas para mantener los lados separados. Más enzimas agregan nucleótidos, verifican el emparejamiento y forman nuevas cadenas.
El ADN no se descomprime todo a la vez. Cuando la girasa comienza a descomprimir ese extremo, separa los peldaños de la escalera de ADN, un par de bases a la vez. Cuando la doble hélice se separa, la ADN polimerasa comienza a agregar los nucleótidos correctos en cada hebra, mientras que un subconjunto de esa enzima se asegura de que los pares estén en la secuencia correcta.
La ligasa comienza a sellar los pares recién formados en una nueva cadena de ADN. Una vez que la antigua hebra de ADN se ha descomprimido por completo y se han construido las dos nuevas, cada nueva hebra se enrolla automáticamente en forma de hélice.
En un punto del proceso de replicación, un extremo de la cadena original de ADN de doble hélice, las dos porciones separadas que contienen solo la mitad de los nucleótidos y las dos cadenas ensambladas aún están conectadas. La parte donde las dos cadenas nuevas están conectadas a la cadena principal se llama la bifurcación de replicación, que se mueve hacia abajo a medida que el proceso continúa.